Акустические свойства кристалла LiKSO4 и стеклокристаллических композитов в области фазовых переходов

• Автор: Борисов, Борис Федорович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. МЕТОДИКА АКУСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ.
§1.1. Абсолютные и относительные методы измерения скорости
ультразвуковых волн (УЗВ) в твердых телах
§1.2. Принцип импульсно-фазовог о интерферометра для измерения
абсолютных значений скорости распространения УЗВ
§1.3. Иммерсионный вариант акустического тракта
§1.4. Двухимпульсный интерферометр для измерения скорости УЗВ
§1.5. Одноимпульсиый вариант интерферометра для
Относительных измерений скорости УЗВ
§1.6. Методика измерения поглощения
§1.7. Термостатирующие камеры
ГЛАВА П. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛА ЫК304.
§2.1 Фазовые переходы в кристаллах ЫК304
§2.2. Экспериментальные результаты исследования ЫК804
§2.3. Обсуждение результатов
ГЛАВА III. АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛАВЛЕНИЯ - КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГАЛЛИЯ В ПОРАХ СТЕКЛЯННЫХ МАТРИЦ.
§3.1. Введение
§3.2. Модели плавления и кристаллизации малых частиц
§3.3. Экспериментальные исследования плавления и кристаллизации малых металлических частиц и
смачивающих жидкостей в пористых стеклах (обзор)
§3.4. Генезис и структура пористых стекол
§3.5. Исследованные объекты
§3.6. Экспериментальные результаты
§3.7. Обсуждение результатов
§3.8. Акустический аспект полученных результатов
ГЛАВА IV. АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИТАЛЛОВ.
§4.1. Введение
§4.2. Исследованные системы
§4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
§4.4. Прикладной аспект полученных результатов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В кругу проблем, решаемых современной физикой конденсированного состояния, центральное место занимает вопрос о фазовых переходах (ФП), в том числе, переходах из одного агрегатного состояния в другое и структурных ФП с изменением симметрии в кристаллах [1,2,5]. Наряду с продолжающимися исследованиями в объемных системах, в последнее время значительно усилился интерес к изучению фазовых превращений в системах пониженной размерности, таких как пленки, фрактальные структуры, нанокомпозиционные материалы и малые частийы [3,4].
При структурных ФП в кристаллах и нанокомпозитах возникают значительные изменения упругих свойств, которые могут регистрироваться акустическими методами. Характер акустических аномалий при ФП зависит от типа перехода, симметрии исходных и конечных фаз, поляризации и направления распространения акустических волн, а также от вида связи деформаций в акустической волне с параметром порядка [2,16]. Вследствие этого, акустические исследования позволяют получать ценную информацию о структурных превращениях в твердых материалах.
В наибольшей степени сказанное относится к случаю сегнетоэластических ФП, при которых параметрами порядка являются компоненты тензора деформации [6,7]. Ультразвуковые методы при подобном типе ФП дают прямую информацию о параметре порядка. Однако, даже в этом случае они не всегда находят достаточно широкое применение. Примером может служить сегнетоэластичес-кий кристалл ЫКБОд, в интерпретации структурных свойств которого, исследованных различными методами в многочисленных работах, имеются существенные противоречия. Лишь очень малая доля этих работ посвящена упругим свойствам, а на ультразвуковых частотах до недавнего времени [8] исследований кристалла 1лКЛ04 вообще не проводилось.

деформаций £ц-£22, ИЛИ, в символике Фойгта, £l-£2. При ФП должна смягчаться (уменьшаться по величине) комбинация модулей упругости С и - СV?. Такая деформация соответствует чистому сдвигу £'6 с модулем С'бб в системе координат x'ÿ, повернутой на 45° вокруг оси z. Авторами обнаружено при охлаждении резкое (ступенькой) смягчение этого модуля (более, чем вдвое) около 190 К, сопровождавшееся пиком внутреннего трения. При нагреве модуль восстанавливался до исходного значения также ступенькой в районе 250 К, демонстрируя тем самым гистерезисное поведение.
В [51] аналогичное смягчение комбинации модулей Сц - С22 при охлаждении обнаружено при 195 К с восстановлением, как и в [52], при -250 К. Кроме того при ,195 К примерно вдвое смягчался модуль С33 , однако при нагреве он восстанавливался без гистерезиса при 195 К.
В [53] методом МБР исследованы модули Си , С33 и С66. В режиме охлаждения при 203 К наблюдалось ступенчатое смягчение модулей С и и С66-примерно на 20 % с возвратом к исходному значению в районе 250 К при нагреве. Модуль С33 с температурой не менялся. Это противоречие с данными [51] авторы объясняют наличием дисперсии, связанной с релаксацией параметра порядка.
В [57] методом резонансной ультразвуковой спектроскопии (RUS) измерены все упругие модули кристалла LiKS04 и исследовано их температурное поведение в интервале 200-300 К.
Отметим, что авторы всех рассмотренных низкотемпературных исследований упругих свойств обнаружили в температурном интервале 190-300 К только один ФП из двух, которые претерпевает кристалл LiKS04 согласно схеме в Табл.2.1.
В заключение подчеркнем одну особенность структуры кристалла LiKS04 в различных фазах. В кристаллах гексагональной симметрии есть три эквивалентных положения кристаллографических осей х,у. После ФП с понижением симметрии они перестают быть эквивалентными. Таким образом в новой фазе кристалл может иметь полидоменную структуру с тремя различными ориентациями кристаллографических осей. При ультразвуковых исследованиях это